駱一寧，樓 軍，趙 亮

（義烏市水處理有限責(zé)任公司，浙江 義烏 322000）

厭氧氨氧化技術(shù)在污水處理工程中的運(yùn)用

駱一寧，樓 軍，趙 亮

（義烏市水處理有限責(zé)任公司，浙江 義烏 322000）

隨著工業(yè)社會的不斷發(fā)展，水體的富營養(yǎng)化已經(jīng)成為常態(tài)。人們處理氮污染時，在傳統(tǒng)處理程序中選擇硝化-反硝化來完成脫氮，容易造成二次污染，而且成本高昂，優(yōu)化脫氮技術(shù)勢在必行。厭氧氨氧化（ANAMMOX）技術(shù)能夠在保持低廉成本的基礎(chǔ)上來提升能效，有著極高的研究價值。本文分析了市政污水厭氧氨氧化的主要問題，然后介紹了厭氧氨氧化污水處理工藝，最后闡述了厭氧氨氧化污水處理工藝應(yīng)用的研究進(jìn)展。

污水處理工程；厭氧氨氧化技術(shù)；脫氮技術(shù)

氮含量的控制是水質(zhì)檢測工作的重要組成部分。隨著工業(yè)社會的不斷發(fā)展，水體的富營養(yǎng)化已成為常態(tài)。當(dāng)前，對于氮污染處理，人們在傳統(tǒng)處理程序中選擇的是硝化-反硝化來完成脫氮，在這個過程中，需要使用堿和碳源，這會造成二次污染，也會形成更為高昂的成本。因此，運(yùn)用現(xiàn)代科技來對現(xiàn)有的脫氮技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，成為人們關(guān)注的重點。厭氧氨氧化（ANAMMOX）技術(shù)能夠在保持低廉成本的基礎(chǔ)上來提升能效，有著極高的研究價值。

1 市政污水厭氧氨氧化的主要障礙

1.1 亞硝酸鹽抑制作用

1.2 有機(jī)物的影響

城市在處理污水時，為了降低水中含有的COD，降低水體的富營養(yǎng)化，所選擇的方式就是脫氮除磷。在傳統(tǒng)的硝化-反硝化脫氮工藝中，第一步是需要曝氣硝化，然后再反硝化。因為COD在被硝化的同時，也需要使用碳源的增加來確保反硝化的進(jìn)程。厭氧氨氧化（ANAMMOX）技術(shù)則無需使用這樣的步驟，即可完成相應(yīng)的工作。但是，研究發(fā)現(xiàn)，污水中存在的COD也會對厭氧氨氧化（ANAMMOX）技術(shù)產(chǎn)生影響，其所帶有的有機(jī)物將會直接對厭氧氨氧化（ANAMMOX）技術(shù)的進(jìn)程產(chǎn)生消極影響[2]。例如，學(xué)者Chamchoi N等人采用ANAMMOX反應(yīng)器進(jìn)行試驗時，發(fā)現(xiàn)COD在100～400 mg/L之間逐漸增加時，ANAMMOX活性逐漸降低。筆者以鄰苯二甲酸氫鉀為碳源，研究有機(jī)物對CANON工藝的影響時發(fā)現(xiàn)，當(dāng)COD＜100 mg/L時，基本不會對ANAMMOX造成影響；但其濃度超過100 mg/L后，反應(yīng)器運(yùn)行趨于不穩(wěn)定。筆者認(rèn)為，應(yīng)對易于降解COD的濃度予以限制，建議不超過150 mg/L，當(dāng)然如果有機(jī)物為難降解物質(zhì)，須另當(dāng)別論。

1.3 DO的影響

Strous等人選擇SBR反應(yīng)器來對DO的厭氧能力進(jìn)行影響因素的分析。當(dāng)氧氣濃度維持在0.5%～2.0%的空氣濃度，ANAMMOX菌的活性就會被抑制，當(dāng)消除OD之后，其被抑制的厭氧活性就會得以恢復(fù)。因此，DO能夠?qū)NAMMOX菌的抑制產(chǎn)生控制，這是城市污水系統(tǒng)處理工作中選擇ANAMMOX技術(shù)的關(guān)鍵。傳統(tǒng)市政污水處理技術(shù)采用的DO一般為2 mg/L，因此，通過DO的控制，結(jié)合生物載體的作用，本文將重點探討市政污水中厭氧氨氧化污水處理的相關(guān)技術(shù)。

2 厭氧氨氧化污水處理工藝

2.1 全自氧脫氨工藝

全自氧脫氨工藝英文簡稱為CANON，利用全自氧脫氨工藝進(jìn)行污水處理時，主要是通過控制溶解氧實現(xiàn)亞硝化和厭氧氨氧化，并且在這個污水處理過程中，是由自養(yǎng)菌將水體中的氮元素以及氨元素轉(zhuǎn)化為氮?dú)獾?。在進(jìn)行污水處理時，整個處理過程都是在微好氧的環(huán)境下進(jìn)行的，通過亞硝化菌化學(xué)反應(yīng)生成亞硝氮，亞硝氮在與剩下的氮氨厭氧氨氧化反應(yīng)生成氮?dú)狻Ｓ捎趤喯醯蛥捬醢毖趸紝儆谧责B(yǎng)型細(xì)菌的范疇，因此，在進(jìn)行全自氧脫氨工藝污水處理時，不需要添加外源有機(jī)物，只需在無機(jī)自養(yǎng)環(huán)境下進(jìn)行即可[3]。

2.2 亞硝化厭氧氨氧化工藝

亞硝化厭氧氨氧化工藝是如今污水處理中最常用的一種氧氨氧化工藝，在進(jìn)行污水處理時，它主要分為兩個階段，這兩個階段在不同的容器中進(jìn)行反應(yīng)。一是亞硝化階段，可以將污水中50﹪左右的氨元素與氮元素轉(zhuǎn)化為亞硝態(tài)氨，二是厭氧氨氧化階段，將污水中剩余的氨元素與氮元素以及轉(zhuǎn)化生產(chǎn)的亞硝態(tài)氨厭氧氨氧化反應(yīng)，轉(zhuǎn)變?yōu)榘睔?，從而實現(xiàn)脫氮的目的。亞硝化厭氧氨氧化工藝具有三大優(yōu)點：首先是通過亞硝化厭氧氨氧化工藝，會生成亞硝態(tài)氨，這種物質(zhì)屬于堿性物質(zhì)，而厭氧水中已產(chǎn)生一些重碳酸鹽，這樣就實現(xiàn)了酸堿中合，有助實現(xiàn)水體平衡；其次在進(jìn)行亞硝化厭氧氨氧化污水處理時，在不同的容器中進(jìn)行反應(yīng)處理，反應(yīng)容器環(huán)境的不同，為功能菌提供了更為適合自身的生長環(huán)境，這樣可以減少進(jìn)水物質(zhì)對厭氧氨氧化菌的抑制作用；最后，利用亞硝化厭氧氨氧化工藝進(jìn)行污水處理。

3 厭氧氨氧化污水處理工藝應(yīng)用的研究進(jìn)展

3.1 在低氨氯廢水應(yīng)用中的研究

近些年，不少研究人員將厭氧氨氧化廢水處理工藝投入到低氨氯廢水處理中。學(xué)者Kuypers發(fā)現(xiàn)，在黑海中厭氧氨氧化菌可以從海表層區(qū)進(jìn)入地下的厭氧區(qū)并且消耗其中的無機(jī)氮。通過對這一自然現(xiàn)象的觀察研究，他大膽提出猜想，利用厭氧氨氧化廢水處理工藝必定可以在低氨氯環(huán)境下進(jìn)行反應(yīng)。我國學(xué)者付麗霞也進(jìn)行了相關(guān)研究，進(jìn)行了為期165 d的實驗，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過厭氧氨氧化廢水處理的低氨氯廢水，NH3-N的去除率為93%，而NO3-N含量竟然高達(dá)100%，這一可喜的實驗結(jié)果，極大地驗證了厭氧氨氧化處理工藝在低氨氯廢水應(yīng)用中的可行性。

3.2 在高氨氯廢水應(yīng)用中的研究

目前，厭氧氨氧化污水處理工藝應(yīng)用的研究方向主要是高氨氯廢水的處理過程。應(yīng)用厭氧氨氧化污水處理工藝，進(jìn)行高氨氯廢水處理，主要表現(xiàn)在以下四個方面。首先是污泥消化液處理，以往進(jìn)行污泥消化液處理時，只是單純地進(jìn)行厭氧氨氧化處理，這樣不但加重了脫氮處理的困難，而且導(dǎo)致運(yùn)行成本也比較高。因此，目前在進(jìn)行污泥消化液處理時，主要采用的是筆者提及的亞硝化聯(lián)合厭氧氨氧化工藝的方式。有數(shù)據(jù)顯示，通過亞硝化聯(lián)合厭氧氨氧化工藝進(jìn)行污泥消化液處理，可以對pH值進(jìn)行控制，脫氮總效率可以達(dá)到83%[4]。其次是在垃圾滲透液中的應(yīng)用，城市每天都會生產(chǎn)大量垃圾，而這些垃圾如果填埋時間較長，就會形成一種高氮氨化的滲透液。這種垃圾滲透液有機(jī)物濃度比較小，會造成碳元素與氮元素之間的比例失衡，這也導(dǎo)致垃圾滲透液是一種較難處理的高氨氯廢水。

4 展望

厭氧氨氧化為主的工藝，如Sharon-Anammox和CANON工藝，隨著實驗技術(shù)的不斷成熟，其已經(jīng)在市場運(yùn)用中有更多的發(fā)展機(jī)會。但是，在實際的運(yùn)用過程中，人們依舊需要針對出現(xiàn)的問題進(jìn)行探究與完善。例如，反應(yīng)發(fā)生環(huán)境的溫度變化，特別是低溫環(huán)境下，Anammox菌活性影響因素存在；現(xiàn)場應(yīng)用規(guī)模Anammox反應(yīng)器快速啟動與影響機(jī)制；實際廢水中有機(jī)碳源對Anammox菌的抑制效應(yīng)，以及Anammox與反硝化協(xié)同脫氮除碳作用研究。除目前已應(yīng)用的廢水水質(zhì)外，更多低碳氮比Anammox處理的工程化應(yīng)用值得研究與推廣。

1 MANSELL B. L.Side-stream treatment of anaerobic digester filtrate by Anaerobic Ammonia Oxidation[D].Utah：The University of Utah，2011.

2 范 洋.毛皮加工廢水厭氧好氧工藝優(yōu)化及參數(shù)研究[D].西安：陜西科技大學(xué)，2015.

3 L. Zhang，J. Yang，Y. Ma，etal.Treatment capability of an up-flow anammox column reactor using polyethylene sponge strips as biomass carrier[J].Journal of Bioscience and Bioengineering，2010，110（1）：72-78.

4 邵和東.城市污水短程硝化-厭氧氨氧化一體化脫氮工藝與技術(shù)[D].北京：北京工業(yè)大學(xué)，2015.

Application of Anaerobic Ammonia Oxidation Technology in Sewage Treatment Engineering

Luo Yining, Lou Jun, Zhao Liang
(Yiwu Water Treatment Co., Ltd., Yiwu 322000, China)

With the continuous development of industrial society, the eutrophication of water has become the norm.When people deal with nitrogen pollution, nitrification - denitrification is selected in the traditional treatment program to complete the denitrification, which is easy to cause secondary pollution, and the cost is high. It is imperative to optimize the denitrification technology. Anaerobic Ammonia Oxidation (ANAMMOX) technology to maintain low cost on the basis of energy efficiency, has a high research value. This paper analyzes the main problems of anaerobic ammonium oxidation of municipal wastewater, and then introduces the process of anaerobic ammonium oxidation wastewater treatment. Finally, the research progress of anaerobic ammonium oxidation wastewater treatment process is expounded.

sewage treatment engineering; anaerobic ammonium oxidation technology; denitrification technology

X703

A

1008-9500(2017)09-0091-03

2017-07-17

駱一寧（1985-），男，浙江義烏人，工程師，從事污水處理、環(huán)境工程建設(shè)工作。